指向深度學習的高中生物復習課策略探討
——以“細胞器——系統內的分工合作”為例

（江蘇省沙溪高級中學 江蘇蘇州 215421）

1 “深度學習”的內涵

“深度學習”最早起源于計算機科學和人工智能領域，實質是一種基于模擬人腦思維深層次認知過程，從而實現計算機優化處理復雜數據的思維算法。隨著腦科學和認知科學的不斷發展，對于“深度學習”的研究和應用逐步延伸到教育領域。通過對國內外學者關于“深度學習”的各項成果的研究，筆者將深度學習的內涵按照圖1所示的5個維度加以闡釋。不難看出，相較于淺層學習，深度學習更注重學生對于知識的深度理解和聯結，從而將符號的公共知識轉化為個人的意義建構。深度學習更注重面向真實復雜情境的問題解決，從而發展學生的高階思維能力。深度學習更注重強化學生的內驅力和思維監控，從而提高元認知水平。因此，深度學習是一種基于復雜社會情境，主動進行意義建構，發展高階思維，解決實際問題的高投入性學習活動。

2 “深度學習”對于復習課的價值

復習課作為常規課型的一種，對于學生的整個學習成效起到了非常重要的作用。在復習課上，教師需要“瞻前顧后”，對所學內容進行系統的整理和歸納，幫助學生進行知識遷移和應用，以此提高學生的知識體系構建能力，發展學生的高階思維能力。但是目前的復習課因為考試評價體系的存在多以提高應試能力為目標，往往采用教師主講、學生被動接受的模式進行。長此以往，由于缺乏像新授課時的好奇和新鮮感，學生往往感到枯燥乏味，從而導致復習的成效大打折扣。基于上述現狀和原因的分析，教師需要將“深度學習”理念和模式運用到復習課中，創設具有思維空間和一定挑戰難度的高投入性的學習任務。學生以此任務為載體，主動地理解基礎知識，并在理解知識的基礎上深入知識內部，觸及知識內核，建立知識聯結，構建個性化的認知系統和意義系統，并將其遷移應用到真實的情境中以解決復雜問題。在對知識的深度加工過程中，學生的思維也進行了歸納、演繹、推理等復雜活動，以此培養了學生的高階思維能力。

3 指向深度學習的高中生物復習課策略探討

下面以人教版高中生物教材必修一第三章第二節“細胞器——系統內的分工合作”的合格性考試復習課為例，探討指向深度學習的復習課策略。

3.1 倡導問題化主線學習，優化學習路徑

深度學習的能力目標是發展學生的高階思維，而高階思維不是自然發生的，它是基于問題—探究—反思—解決等一系列過程循序發展的，因此在復習課中可以引入PBL（Problem-Based Learning）教學模式。教師在備課時，要充分考慮復習內容的內在關聯度，提煉設計出圍繞核心問題的系列學習任務，將問題化主線貫穿整個學習過程，從而優化學習路徑，讓學生在真實的情境中圍繞問題解決開展學習。

在進行“細胞器——系統內的分工合作”復習時，教師圍繞本節的重點之一“細胞器的分布和功能”，設計了以下基于問題的學習任務（表1）。學生圍繞主線問題逐步完成系列學習任務，最終解決問題。

表1 基于問題的學習任務表

傳統的關于細胞器的復習往往是教師直接以表格的形式梳理歸納各個細胞器的分布、結構和功能。這樣的教學形式往往難以激發學生的思維。教師采用PBL教學模式，通過問題引領，任務驅動，學思結合，高效且輕松地將細胞器的分布以及功能一一突破，并且以具體的細胞為例進行分析，強調了各個細胞器的功能，滲透了生命觀念中的“結構與功能觀”。通過一系列學習任務，學生很容易就將零散的知識轉化為合理的知識結構，并在對問題的分析與釋疑過程中，發展分析、綜合、評價等高階思維能力。

3.2 設計交互式具身體驗，激發學習熱情

深度學習從學習者的投入程度看，屬于一種高參與性、高投入性的學習活動。因此設計必要的師生或者生生互動的體驗活動，誘發學生的具身體驗，有助于克服傳統講授型復習課互動少、學習熱情低的弊端。教師應該結合具身認知理論，設計能調動學生全身心參與的體驗活動，延長體驗的環節，誘發學生身心融合的具身學習，從而更好地促進學生的認知。

在進行上述基于問題的學習時，教師并不僅僅是圍繞主線問題提出了一系列子問題，而是自制了教具，請學生小組合作，利用自制的細胞器模型構建相關細胞的亞顯微結構物理模型。為了更好地激發學生的學習熱情，教師邀請兩組學生在黑板的左右兩側同時構建相關模型，形成PK。在每組上臺的學生構建完成后，各小組代表闡述構建的理由，并由其他學生作為裁判評價上述兩組同學的模型和理由是否正確。

交互的具身體驗是促進深度學習的助推器。根據具身認知理論可知，體驗的方式、內容和結果決定著認知的方式、內容和結果。教師只是依靠“言傳”的方式很難調動學生的學習熱情，必須借助學生親歷的交互式具身體驗，才能實現對復雜知識的深度學習。

3.3 聯結知識內核和外延，引導意義整合

深度學習的知識觀強調了知識的廣度、深度和關聯度。因此，對于復習課而言，教師一定要在備課的時，充分考慮知識的內核和外延。但是，教師的深度備課不代表學生的深度學習，必須引導學生自主主動地進行理解、聯想和聯結，探尋知識內部的邏輯意義，批判地將其融入原有的認知結構中，建構個性化的認知系統和意義系統。但是，傳統的復習課做法往往是教師設計歸納好相關的問題，學生只要順著教師所希望回答的方向去思考，得出標準答案。這樣的問題往往是封閉的，不利于學生自主地將知識進行串聯，限制了學生的發散思維、批判性思維和創新思維的發展。因此，教師可以嘗試設計一些開放式的問題，給學生提供更多的思考空間，引發其思維的碰撞，能更好地發展學生的高階思維以及意義的建構。

在上述對細胞器分布和功能的復習基礎上，筆者提出了一個開放性的問題：“你能將所學細胞器進行分類嗎？請盡可能根據不同的歸類條件將其分類?！睂W生小組討論后，提出了幾個分類標準：按照膜結構分類、按照分布的細胞分類、按照所含成分（核酸、色素等）分類、按照功能（能產生ATP、能進行DNA復制、與有絲分裂相關、能發生堿基互補配對、與分泌蛋白的合成、分泌有關等）分類。教師在此基礎上補充其他的分類標準，在對上述問題進行充分的整合歸納后，借由“與分泌蛋白的合成、分泌有關的細胞器”引入細胞器之間的合作，進一步明確各個細胞器在此過程中的職責和任務。至此，對于細胞器的分工合作已基本復習完成。因此，教師又提出了一個開放性的問題：“細胞中除了細胞器膜，還有其他膜結構嗎？你對它們的了解有多少？”此問題一提出，立馬喚醒了學生的記憶，學生在腦中努力回憶關于細胞膜和核膜的相關內容，并將其與細胞器膜聯系在一起，進行比較和分析，找到三者之間的聯系與區別，建立知識之間的聯結，形成牢固的個人知識。

本節復習課的重點之一就是細胞器的分類。傳統的做法就是教師直接把分類標準列出來，請學生按照要求進行分類。這種做法的弊端就是限制了學生的發散性思維，無法幫助學生真正深入知識內部，找到知識之間的聯結。因此，教師改用開放式問題后，有助于激活學生的思維，幫助學生將知識像神經元般相互連接，逐步構建自己的知識體系，促進意義的生成。在構建生物膜系統概念時也是采用上述辦法進行，在此就不贅述了。

3.4 遷移和解決真實問題，促進素養達成

新課改是以核心素養的培育為課程宗旨的，而核心素養指向在復雜情境中的問題解決和決策能力。因此，作為生物課堂教學中非常重要的組成部分，復習課也應該滲透核心素養的培育。教師必須在平時的生活中有著敏銳的學科嗅覺，捕捉日常生活中蘊含的生物學問題，將其引入復習課的遷移與應用階段，引導學生基于真實情境，靈活遷移所學知識，用以闡釋或解決實際問題，從而使深度學習從課內延申到課外。

在復習完上述內容之后，教師設置了一個環節“與生活的聯系”，展示資料卡，提出問題：植物細胞受損后通常會釋放出酚氧化酶（PPO），使無色的酚類物質氧化生成褐色的物質，人們利用酚氧化酶的功能和特性加工制作商品。植物細胞中的酚類物質與酚氧化酶在細胞質中是分隔開的，是因為細胞內具有什么系統？紅茶和綠茶在制作上分別要注意什么？通過教師的引導，促進學生深化理解生物膜系統的概念以及其在實際生活中的應用。

學習遷移和真實問題的解決是深度學習的發展指向。因此，教師在復習完重點內容后引入真實情境，將情境與教材有機連接起來，促使學生遷移應用剛才所復習的知識以解決現實生活中的問題。通過教師的介紹與引導，學生對于紅茶和綠茶顏色差異的原因以及紅茶與綠茶的制作工藝有了基本的認識，就會體會到原來生物學與人們的生活是息息相關的，認同學好生物可以幫助人們更好地理解生活現象，解決實際問題的正確觀念。

3.5 評價學習表現和能力，引發質的轉變

傳統的學習評價注重對學習結果的評價。這樣的評價方式不適于促進學生的深度學習，教師必須轉變評價方式，根據學生學習過程中解決不同思維層次問題所表現出來的學習狀態和行為表現進行質性評價。從教師主評轉變為師生共評，教師主要通過提問、觀察、回應等方式對學生是否能靈活運用知識有效完成復雜任務進行評價；學生主要通過反思、思維監控等方式對于學習過程的投入程度和學習表現進行自我評價和自我調整。

本節課上，教師并不像傳統的復習課一樣利用學案上的選擇、判斷、填空或連線題等測驗類型的方式對學生的學習結果進行評價，而是將評價貫穿在整個學習過程中，主要體現在學生在基于問題的主線化學習的模型建構過程以及表達構建理由的過程中。教師根據學生的外顯化構建行為，了解學生的認知水平并對此作出評價，并通過對構建理由的進一步提問，激發學生的自我反思促進學生的自我評價。例如，教師要求學生在葉肉細胞模型的基礎上修改細胞器的種類，將其變為根尖分生區細胞時，某學生將葉綠體和液泡都去掉了。教師了解到該生認為根尖細胞沒有液泡，于是提問：“根尖分生區真的沒有液泡嗎？液泡的作用是什么？”通過這個提問，學生自主地進行反思和批判，重新認識到根尖分生區是不成熟的細胞，尚未吸收足夠的水分因此還未形成大液泡，只有小液泡。通過“問題—構建—解釋—修正”一系列環節，教師始終將學生的思維品質作為評價的對象，也引導學生對于自己的思維變化進行自評和互評，以此提高元認知水平。

促進深度學習的評價應該是注重評價的自主性、過程性和反思性。在整個學習過程中，教師都是基于學生的課堂表現和能力表現對其進行學習的質性評價，通過對學習過程的調控、診斷來保證深度學習的實現和發展。

4 小結

教師嘗試從深度學習角度出發，將其應用到合格性考試的復習課中，將傳統復習課注重的“預設性”轉向更能促進學生高階思維發展的“生成性”教學，注重教學過程的問題性、情境性、體驗性、反思性與創造性，使學生通過深層次的思維活動和具身性的體驗活動，實現知識的意義建構、能力的發展和素養的達成。